Modułowe magazyny energii – elastyczne rozwiązanie nie tylko dla przemysłu
Adobe Stock – The Dessert PhotoRozwiązania modułowe, a tym samym skalowalne, zyskują na popularności w różnych obszarach. Coraz więcej produktów ma właśnie taką modułową budowę, co pozwala łatwiej dostosować je do potrzeb przedsiębiorstw i szybko rozbudować w razie konieczności. Doskonałym przykładem są modułowe magazyny energii, które mogą rosnąć razem z rozwijającymi się farmami fotowoltaicznymi i wiatrowymi oraz zwiększającą się ilością pozyskiwanej dzięki nim energii.
Ze względu na nieprzewidywalność produkcji energii z odnawialnych źródeł (OZE) i jej dużą zmienność w ujęciu dobowym i rocznym kluczowe stają się magazyny energii. Instalacje fotowoltaiczne charakteryzują się mniejszą skutecznością zimą niż latem, a w nocy produkcja energii jest zerowa. Nawet w letnie dni mogą zdarzać się okresy dużego zachmurzenia, co wpływa na efektywność generowania energii. Skomplikowane jest także szczegółowe prognozowanie energii wytwarzanej przez farmy wiatrowe. Wahania pozyskanej energii mogą sięgać nawet kilkudziesięciu procent.
W związku z tym magazynowanie energii i jej dostarczanie do sieci w odpowiednim momencie jest niezwykle istotne. Jednak efektywne magazynowanie energii wciąż stanowi wyzwanie dla firm, które sporą część swojego zapotrzebowania na nią chcą zaspokajać „zieloną” energią. Wzrasta znaczenie rozwiązań, które umożliwiają akumulację jak największej ilości pozyskanej energii i zapewniają jej efektywny odzysk. Obecne na rynku magazyny energii kierowane są głównie do dużych zakładów produkcyjnych, dla których dostęp do energii elektrycznej jest kluczowy, bo pozwala na optymalizację zużycia energii i osiąganie znacznych oszczędności finansowych.
Jednocześnie na rynku pojawia się coraz więcej rozwiązań skierowanych do mniejszych przedsiębiorstw. To przede wszystkim tzw. modułowe magazyny energii.
Czym są modułowe magazyny energii?
Modułowe magazyny energii to systemy składające się z wielu mniejszych, niezależnych modułów, które można łączyć w większe jednostki. Dzięki temu są łatwo skalowalne i można je szybko rozbudować o dodatkowe moduły, dostosowując do zmieniających się potrzeb przedsiębiorstwa. Sprawdzą się np. w firmach, które na początku potrzebują niewielkiej pojemności magazynowania energii, ale planują rozbudowę instalacji fotowoltaicznej. W miarę wzrostu ilości wygenerowanej energii ze słońca rosną też potrzeby związane z jej magazynowaniem, co pozwala na efektywne funkcjonowanie mikrosieci energetycznej firmy.
Modułowe i skalowalne magazyny energii są także ciekawą alternatywą dla mniejszych przedsiębiorstw, których ograniczenia finansowe nie pozwalają na inwestycje w większe systemy przechowywania energii. Mała firma może na początku zainwestować w stosunkowo niewielki magazyn energii, który przyniesie jej pewne korzyści finansowe. Wraz z rozwojem firmy i pozyskaniem większej ilości środków finansowych (np. zaoszczędzonych dzięki posiadanemu już magazynowi energii) firma może w łatwy sposób powiększyć swoje możliwości gromadzenia energii. Nie ma potrzeby nabywania nowej instalacji, ponieważ już istniejącą można powiększyć o kolejne moduły.
Jak są zbudowane modułowe magazyny energii?
Modułowe magazyny energii bardzo często oferowane są w formie kontenerowej. W takim rozwiązaniu wszystkie elementy magazynu są zintegrowane w jednym kontenerze na odpowiednio dostosowanych regałach. Ponadto kontener ułatwia transport takiego magazynu, a jednocześnie stanowi również ochronę przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi. W takim kontenerze można łatwo dodawać kolejne moduły (jeśli jest jeszcze miejsce), można też kolejne kontenery łączyć równolegle. W zależności od wielkości, poziomu zapełnienia i zastosowanych modułów (a dokładniej baterii) typowe kontenery mają pojemność od kilkudziesięciu kWh do kilku MWh.
Podstawą takiego magazynu energii są moduły, które zbudowane są z takich samych elementów. Najważniejszym podzespołem są oczywiście akumulatory, ale integralną częścią są również niezbędna elektronika (przede wszystkim przekształtniki mocy) i system zarządzania zgromadzoną energią.
Za samo przechowywanie energii odpowiadają naturalnie baterie. Obecnie najpopularniejszym rozwiązaniem są akumulatory litowo-jonowe, które charakteryzują się wysoką gęstością energii i długą żywotnością, a także niskim współczynnikiem samorozładowania. Ponadto jest to również rozwiązanie optymalne kosztowo. Poszczególne baterie można łączyć ze sobą i tworzyć w ten sposób moduły.
Niezbędna elektronika, czyli przede wszystkim przekształtniki mocy odpowiadają za dwukierunkowe przekształcanie pozyskiwanej energii elektrycznej (z prądu stałego na prąd zmienny i na odwrót), umożliwiając jej przechowywanie w baterii i wykorzystanie do zasilania konkretnych urządzeń.
Bardzo ważną rolę w magazynach energii odgrywają również systemy zarządzania bateriami. Do ich głównych zadań należy monitorowanie stanu baterii i jej poszczególnych parametrów (m.in. stanu naładowania, napięcia i temperatury). Umożliwia to optymalizację procesu ładowania, przechowywania i rozładowywania, a także nadzorowanie bezpieczeństwa całego systemu. Systemy te mogą również komunikować się z innymi systemami, co pozwala na zdalny nadzór i sterowanie pracą magazynu.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
W magazynach energii istotne są także systemy wentylacji i chłodzenia, które chronią poszczególne podzespoły, zwłaszcza baterie, przed przegrzaniem i zapewniają ich optymalną pracę. Możliwe jest również zintegrowanie systemu gaszenia pożarów, który włączy się automatycznie w przypadku wykrycia ognia.
Zalety modułowych magazynów energii
Modułowe magazyny energii mają sporo zalet, które czynią je atrakcyjną propozycją dla wielu firm. Przede wszystkim jest to skalowalne rozwiązanie, dzięki czemu można jego wielkość dopasować do bardzo zróżnicowanych potrzeb przedsiębiorstwa. A następnie, jeśli te potrzeby ulegną zmianie, można taki magazyn stosunkowo szybko i przy niewielkich nakładach finansowych rozbudować o kolejne moduły czy też zmniejszyć jego wielkość.
Ponieważ poszczególne moduły są standardowym rozwiązaniem, ich cena jest przystępna. Dlatego też budowa małego magazynu energii nie powinna stanowić zbyt dużego obciążenia finansowego. Do tego sama instalacja takiego magazynu (czy też późniejsza jego rozbudowa) nie należy do skomplikowanych czynności, więc również nie wiążą się z dużymi kosztami finansowymi.
Wspomniana skalowalność modułowych magazynów energii zapewnia dużą elastyczność całego systemu. Dzięki temu firma może optymalnie dostosowywać wielkość tego systemu do aktualnych potrzeb i nie płacić niepotrzebnie za nadmiarowość systemu. Kolejne pieniądze firma wyda dopiero wówczas, gdy będą tego wymagały rzeczywiste potrzeby.
Wspomniane wcześniej systemy zarządzania bateriami, które monitorują najważniejsze parametry pracy magazynu, zapewniają również duże bezpieczeństwo takiego systemu. Zwłaszcza wówczas, gdy magazyn pracuje w niesprzyjających warunkach otoczenia. Zaalarmują w razie przekroczenia określonych poziomów poszczególnych parametrów, co również ma przełożenie na czas użytkowania takiego magazynu.
Modułowe magazyny energii są rozwiązaniami kompatybilnymi z innymi systemami wewnątrz przedsiębiorstwa. Przede wszystkim są zoptymalizowane pod kątem współpracy z instalacjami OZE (farmą fotowoltaiczną czy wiatrową), co pozwala lepiej dopasować parametry eksploatacyjne magazynu do ilości pozyskiwanej energii.
Zastosowanie modułowych magazynów energii
Modułowe magazyny energii zalecane są oczywiście w tych przedsiębiorstwach, które korzystają z energii pozyskiwanych z odnawialnych źródeł. Służą do stabilizacji wewnętrznej sieci energetycznej poprzez dostarczanie energii w momentach szczytowego zapotrzebowania lub do pochłaniania nadwyżek energii w okresach niskiego zapotrzebowania. Dzięki temu mogą być wykorzystywane jako źródło awaryjne w przypadku przerwy w dostawie energii elektrycznej. To szczególnie istotna kwestia w obiektach o krytycznym znaczeniu, które nie mogą sobie pozwolić choćby na chwilową przerwę w dostawach prądu.
Kwestia modułowości, czyli możliwości szybkiego rozbudowywania magazynów o kolejne moduły, sprawia, że jest to rozwiązanie idealne dla mniejszych przedsiębiorstw lub też firm, które są w fazie rozwoju instalacji OZE.
Modułowe magazyny energii to innowacyjne rozwiązanie, które zyskuje coraz większą popularność. Dzięki swojej elastyczności i wydajności, magazyny energii mogą pomóc firmom uniezależnić się od drogiej energii z sieci energetycznych i od wahań energii pozyskiwanej z instalacji OZE.
O Autorze
